周围神经刺激在超声引导区域麻醉时代的作用
01、总结
随着超声技术在周围神经阻滞中用于神经定位的广泛应用，电神经刺激诱发的运动反应的价值受到了质疑。研究持续显示，与电神经刺激相比，仅使用超声引导能够显著提高阻滞的成功率，减少对急救镇痛的需求，降低操作过程中的疼痛，以及减少血管穿刺的发生率。除了在那些难以通过超声观察到的神经阻滞（例如闭孔神经）中，超声结合神经刺激似乎并没有提高阻滞的成功率。在过去15年中，神经刺激的角色已经从一种定位神经的技术转变为超声的辅助手段。神经刺激可以作为一种监测器，用以防止针-神经接触，并可能有助于在特定的超声引导技术中避开针道中的神经。此外，神经刺激在教学新手超声引导区域麻醉时也是一个有用的辅助工具，尤其是在神经的位置和外观可能存在变异的情况下。本文综述了神经刺激在现代区域麻醉实践中不断变化的角色，并对其进行了讨论。
安全且成功的神经阻滞关键在于将局部麻醉药放置在足够接近神经或神经丛的位置，以便药物能够作用于神经纤维，但又不能过于接近，以免针与神经的接触造成机械性损伤。周围神经阻滞的成功率从未达到完美，这表明在某种程度上，寻找“最佳点”可能具有一定的难度，我们在神经定位的精确性上可能存在不足。在神经阻滞过程中，对周围神经进行电刺激在20世纪70年代变得普遍，作为一种更精确的方法来定位周围神经和神经丛。
在神经刺激技术引入之前，临床医生依赖于解剖标志、触觉反馈（如爆裂声、咔哒声和阻力消失）以及患者报告的异常感觉来推断针与目标神经的相对位置。通过诱发与该神经（或神经干、分支、脊髓等）相关的肌肉运动反应，医生可以在电流强度低于特定阈值（例如0.5毫安）时，更定量地推断针与神经的关系。这一创新降低了与依赖解剖标志或患者异常感觉的传统方法相比的阻滞失败率，并推动了区域麻醉从一门“艺术”转变为一个更加客观和科学的实践领域。神经刺激技术的应用持续了数十年，成为现代区域麻醉实践的基础。
随着21世纪超声引导技术的广泛采纳，现在可以实时观察针尖接近目标神经的过程。比较超声与非超声阻滞技术的研究表明，超声引导在提高阻滞安全性和有效性方面具有明显优势，而神经定位刺激的敏感性却一般。随着超声技术变得更加经济且在全球范围内更易获得，一些人开始质疑，在所有所需信息都直观可见的情况下，是否还有必要继续寻求神经诱发的运动反应。本综述旨在提供电神经刺激的优势和局限性的概览，并明确其在现代区域麻醉实践中的作用。
03、电刺激诱发运动反应的理论与挑战
用小电流刺激神经以引发特定运动反应的想法既简单又吸引人。复合神经包含运动纤维，这些纤维可以通过施加在神经上的电流直接去极化，导致相应肌肉收缩。在区域麻醉实践中，这通常通过使用绝缘针来实现，以便将电流密度集中在针尖。电流强度（毫安）越高，针尖处的高密度电流区域就越大，邻近神经去极化的可能性也越大。根据库仑定律，引起神经运动反应所需的电流强度与神经距离的平方成反比。理论上，当操作者将刺激针向神经推进时，产生运动反应所需的电流强度会指数级下降。在实际操作中，临床医生根据运动反应的强度以及其他触觉和视觉反馈来推断针尖与神经之间的距离。
传统教学建议，为了有效且精确地定位神经，医生应从高电流强度（例如> 1.0 mA）开始，并根据解剖标志向神经可能的位置推进。一旦获得运动反应，逐渐降低电流强度，直到运动反应减弱或消失。然后，进一步推进针尖，直到运动反应重现或增强。重复此过程，直到在可接受的阈值电流强度（通常在0.2至0.5 mA之间）下获得持续的运动反应。这个阈值电流强度被认为与神经足够接近，以便注射的局部麻醉药能产生有效的阻滞。
尽管这个模型很吸引人，但对这种电刺激诱发运动反应的简化描述存在几个限制。首先，电流总是沿着电阻最小的路径流动，可能会以不对称的方式传导，从而干扰对运动反应的解释。例如，围绕针尖的各种组织元素（如筋膜、水分、脂肪等）可能会在电流返回到皮肤阳极之前将其从神经引导开。这可能导致假阴性结果，即使针尖非常接近或甚至接触到神经，也可能没有运动反应。同样，研究表明，在0.5 mA或更低的电流强度下，25%的情况下，接触腋神经丛分支的针尖（通过超声确认）未能产生运动反应。此外，动物模型显示，即使电流强度大于1.0 mA，针尖也可能插入神经内而未能产生运动反应。这种意外发现的原因是多方面的，可能与神经内感觉和运动纤维的空间排列、神经结缔组织的相对电导性和电阻，以及高电流强度下可能发生的神经超极化和传导阻滞有关。
其次，假阳性也可能发生。即使成功诱发了可接受的运动反应，针尖（以及随后注射的局部麻醉药）也可能位于邻近肌肉或远离神经目标的一个或多个筋膜层内，导致阻滞失败。某些结缔组织层可能允许电流通过，同时阻止局部麻醉药液到达神经。
第三，局部麻醉药液容易导电。一旦开始注射局部麻醉药，由于电流被传导到神经以外的地方，诱发的运动反应就会停止。这限制了神经刺激在注射局部麻醉药之前阻滞程序的初始部分的作用。在注射局部麻醉药后，在同一区域进行任何后续刺激将变得困难或不可能。然而，注射5%葡萄糖溶液或无菌水可以继续刺激并诱发运动反应，因为这些溶液不导电。
04、神经刺激与超声用于神经定位
一旦超声引导在区域麻醉领域流行开来，与之相关的神经刺激比较研究便随之而来。2009年，Abrahams等人进行的一项荟萃分析包含了13项研究，比较了仅使用超声与仅使用神经刺激的效果，结果表明：超声引导能够提高阻滞成功率，缩短阻滞操作时间，加快阻滞起效速度，并延长阻滞持续时间。与神经刺激相比，超声还显著降低了血管穿刺的相对风险，风险降低了84%。最近，一项涵盖23项试验（共2125名受试者）的类似荟萃分析显示，使用超声进行神经定位（与电刺激相比）显著提高了阻滞成功率（91.8%对比82.8%），并在操作过程中减少了疼痛以及对急救镇痛或麻醉的需求。在该分析中，超声的使用显著降低了血管穿刺率。第三项荟萃分析聚焦于比较超声与神经刺激在连续神经周围导管技术中的应用，也发现了相似的结果，即超声能够提高整体阻滞成功率并降低血管穿刺率。这三项分析突出了超声在识别目标神经结构和避免损伤邻近血管方面的不可替代的作用。利用视觉反馈精确引导针尖的方法，相比依赖表面标志和解剖知识（已被证明不够敏感）的方法，具有明显优势。
尽管如此，一些尝试过随机对照试验的批评者指出，神经刺激组的阻滞成功率异常低（60-75%），与经验丰富的麻醉师预期的结果相比较低。造成这种情况的原因尚不明确，但可能与所选择的运动反应和/或研究中接受的最小阈值电流有关。
这些分析中的研究都提出了一个问题：超声和神经刺激哪个更好。另一个问题是，超声引导下增加神经刺激是否会为神经阻滞手术带来任何额外优势。对于股神经阻滞、肌间沟臂丛阻滞、锁骨下臂丛阻滞和腘窝坐骨神经阻滞技术，结果显示在阻滞成功率和/或疼痛评分上没有差异。这表明，对于容易通过超声观察到的神经目标，使用超声引导时加上神经刺激可能不会带来额外的好处。
然而，对于深部神经或难以观察的神经，同时使用神经刺激可能有助于确认针尖的位置。两项比较仅使用超声与超声加神经刺激进行闭孔神经阻滞的研究都发现，当通过刺激寻求运动反应时，成功率更高。这一发现不足为奇，因为在收肌管内使用超声观察闭孔神经的前后支常常具有挑战性。同样，骶神经丛、臀下坐骨神经和后腰神经丛阻滞可能也会从神经刺激的使用中受益，因为在这些情况下，超声图像中的神经可能不太理想，尤其是在肥胖患者中。我们机构的经验是，对于这两种阻滞技术，常规使用超声和神经刺激的联合方法，以获得额外的确证性数据。
在阻滞过程中，使用超声定位神经比单独使用神经刺激更优越，并且在许多地方已经成为这一操作的新标准。此外，将神经刺激作为超声引导技术的补充使用（除了闭孔神经阻滞外）似乎并没有增加成功率。然而，这并不一定意味着神经刺激器已经过时。
05、神经刺激作为神经阻滞安全性的监测器
尽管技术不断进步，区域麻醉后神经损伤的事件依然时有发生。近五十年来对此领域的研究可以归纳为四点洞见。首先，针尖进入神经束很可能导致轴突及其他易损结构的直接或间接损伤。其次，如果针尖位于神经内部，则难以避免损伤每一个神经束。第三，针与神经的接触，更不用说穿透神经了，会引发炎症反应。最后，当局部麻醉药置于神经外部且未发生针-神经接触时，神经阻滞是安全且有效的。
超声技术虽然极具价值，但像许多其他工具一样，其效果高度依赖于操作者。有效且安全地使用超声需要深厚的解剖学和超声解剖学知识，以及精湛的技术技能。即便在技术娴熟的麻醉师手中，针尖的可见性也并非总是有保证的。此外，专家级别的麻醉师在进行坐骨神经阻滞时，使用超声准确判断针尖位置在神经内或神经外的成功率也不到80%。超声在有经验的操作者手中表现出色，但也并非完美无缺。
尽管电神经刺激在神经定位上的敏感性不足，但当与超声联合使用时，它可以作为额外的安全保障。动物和人类的数据表明，如果在0.2 mA或更低的阈值下能够诱发出运动反应，则针尖极有可能正在接触神经或已经位于神经内部。换句话说，在针尖安全地位于神经外部时，不太可能在这样低的电流强度下诱发出运动反应。因此，神经刺激是一种高度特异性的监测针-神经接触的手段。这为在现代麻醉实践中结合使用神经刺激和超声提供了理论依据：它不是用来寻找神经，而是用来警示可能未被超声识别的意外针-神经接触。尽管低于0.2 mA的阈值似乎更能准确区分针-神经接触与神经外针位置，但许多麻醉师更倾向于将电流强度设定得更高（例如0.5 mA或以上），以便更早地警示即将发生的针-神经接触。我们的常规做法是将神经刺激器设定为0.5-1.0 mA的起始电流强度，脉冲宽度为0.1毫秒，并在超声引导下将针尖推向目标神经。如果针尖能够被放置在神经附近且避免接触，并且没有诱发出运动反应，则关闭刺激器并注射局部麻醉药。如果诱发出运动反应，则将电流强度调低至大约0.5 mA。如果0.5 mA时仍有反应，则在屏幕上验证和/或撤回针尖位置，并重复该过程。这种结合使用两种监测手段的方法被称为“双重引导”或“保护性神经刺激”。
鉴于与阻滞相关的神经损伤的整体发生率较低，因此使用双重引导与单独使用超声或神经刺激相比的结果数据很少。即使是我们最好的比较超声与神经刺激的数据也无法检测到差异。尽管如此，超过45%的瑞士区域麻醉医师和25%的法国区域麻醉医师在调查中报告说，他们更倾向于使用双重引导作为首选方法。
在某些特定情况下，双重引导可能会提供额外的优势。例如，在大腿中段进行的内收肌管阻滞涉及到在隐神经和股内侧肌神经周围注射局部麻醉剂。股内侧肌神经位于隐神经的外侧，并且被内收肌膜与之隔开。在超声图像上识别该神经可能具有挑战性，导致在针尖向股动脉推进时未能阻滞或损伤该神经。在这种情况下，双重引导已被证实可以可靠地识别股内侧肌神经，即使在超声图像上未观察到该神经，也能实现有效（故意在该位置注射局部麻醉剂）和安全（避免针-神经接触）的阻滞。同样，在进行锁骨上阻滞时，由于锁骨的声影遮挡了针轨迹的部分区域，且神经不可见，人们对于肩胛上神经可能受到意外损伤表示担忧。一个合理的解决方案是在进针过程中通过监测冈上肌或冈下肌的运动反应，来警示可能的针-神经接触。
06、神经刺激在麻醉教育中的作用
神经刺激在超声引导时代另一个辅助作用是为学习者提供了一种“解剖图像的功能确认”。虽然通过经验可以稳定且快速地掌握超声引导技术，但结合使用神经刺激可能有助于缩短某些阻滞技术达到熟练程度的时间。以腋路臂丛神经阻滞为例，众所周知，臂丛神经的四个分支在解剖上的排列变化较大，而且腋动脉深部的囊性增强伪影常被误认为桡神经（见图2）。在进行此阻滞时，教导学员识别每一条单独的神经，并将其与上肢的特定运动反应联系起来，这有助于加深他们对解剖结构的认识。此外，观察针尖穿过筋膜层时运动反应的突然变化，可以提供有关针尖与筋膜相互作用的宝贵信息，从而加强对神经、筋膜和肌肉之间关系的理解。由于初学者最常见的错误是在没有直视针尖的情况下推进针尖，神经刺激可以作为一种“安全网”，以防万一。特别是当电流强度设定在较高水平时，任何意外的运动反应都可以警示即将发生的针尖与神经的接近，促使学员重新评估他们对针尖位置的感知。
图1腋窝臂丛解剖结构的超声图像，显示了几个目标结构的可疑超声标志。尺神经和肌皮神经（未标记）不明显。桡神经分界不清，容易与腋动脉深部的囊性后增强相混淆。AA，腋动脉; LD，背阔肌; Mn，正中神经; TM大圆肌。
在超声引导下进行区域麻醉的学习曲线方面，目前的研究并不多。Luyet等人比较了在超声技术引入之前（即仅使用四神经多刺激技术）与之后（结合固定输出的神经刺激作为保护性刺激，但不要求运动反应）进行腋路臂丛神经阻滞的学员的学习曲线。使用超声的小组在大约15次阻滞尝试后达到了90%的成功率，而仅使用神经刺激的小组则需要大约30次尝试才能达到80%的成功率，之后成功率趋于平稳。这些结果并不令人意外，考虑到多刺激技术的复杂性。
07、神经刺激作为辅助手段的缺点
考虑到电神经刺激在阐明困难的超声图像和可能帮助预防针-神经接触方面的作用，尽管它并非普遍使用，我们仍需权衡其潜在的不足之处（见表1和表2）。一些研究已经表明，当超声与神经刺激联合使用，特别是有意识地寻找和刺激每条神经时，相比于单独使用超声，会延长阻滞操作的时间。一项针对德国数据库中超过26,000例神经阻滞的回顾性分析发现，与仅使用超声相比，联合技术与增加多次皮肤穿刺的风险相关，而单独使用超声则与增加感觉异常的风险相关。总体而言，在神经阻滞过程中，将神经刺激作为超声引导的辅助手段似乎并没有重大或严重的不利影响。
优点 | 缺点 |
可能有助于超声视图具有挑战性的深部和/或困难阻滞（例如骶旁、臀下坐骨神经或闭孔神经） | 可能是由于电流从靶神经传导而导致的假阴性运动反应 |
可以区分高回声伪影与神经组织（例如囊性后增强深入腋动脉与桡神经） | 可能是由于电刺激神经穿过筋膜屏障导致的假阳性运动反应，导致阻止了局部麻醉剂的有效扩散 |
可以通过提供解剖图像的功能确认来增强对周围神经解剖结构的理解（例如，获得腋窝中每条神经的诱发运动反应以展示解剖结构排列） | 一旦注入导电溶液（例如盐水或局部麻醉剂），电流就沿沿着最小电阻的路径远离神经，从而增加用于获得诱发反应的电流阈值 |
可能会延长阻滞操作时间，特别是如果对每条神经都寻求诱发反应 | |
表1. 超声引导区域麻醉中神经刺激定位神经的优点和缺点 | |
优点 | 缺点 |
如果诱发运动反应< 0.2 mA，则神经内针尖放置的特异性高 | 仍可能发生假阴性（针可能接触神经，无法引起运动反应） |
当针尖显影不理想时，可作为新手和受训者的“保护网”，警告轻微的针神经接触 | |
可能有助于识别和避免针路中因声影而无法观察到的神经（例如锁骨后阻滞期间的肩胛上神经） | |
费用低廉，几乎不需要培训 | |
表2. 超声引导下区域麻醉中神经刺激与阻滞安全性相关的优缺点。 | |
08、未来研究方向
许多现代神经刺激器能够测量生物阻抗，即组织对电流的阻力。有证据显示，与神经外针尖位置相比，针尖位于神经内时与阻抗增加有关。这种关系可能有助于提高神经刺激在检测危险针-神经接触中的敏感性，但还需要在临床环境中进一步验证。此外，还需要研究如何更好地向临床医生展示这类信息，以便他们能够轻松检测到这些变化并采取相应的行动。
传统上，筋膜平面阻滞通常不依赖神经刺激引导，因为位于肌间筋膜平面的神经往往细小且难以通过超声观察。此外，在麻醉患者中，任何诱发的运动或感觉反应可能微妙且难以解读。尽管如此，已有研究将双重引导（即超声和神经刺激）用于优化颈部竖脊肌平面阻滞中刺激导管的定位，以及在胸神经I型（PECS I）阻滞期间减少局部麻醉药的用量，尽管神经刺激在这些情况下的总体价值尚不明确。对于进一步研究神经刺激在筋膜平面阻滞中的作用，尤其是对于那些超声显像更具挑战性的阻滞（例如经肌腰方肌阻滞），似乎是有必要的。
09、结论
在超声引导普及后的短短几年里，存在着两个阵营：早期的超声采用者与传统的刺激者，两者都在社论、麻醉部门和会议上激烈地捍卫他们选择的神经定位方法。其中隐含的信息是这些技术中的一种将在被数据证明具有优势后取得胜利。当然，这是错误的，因为我们中的许多人当时（也许现在仍然）用错误的透镜看问题。超声总是在屏幕上显示第一根神经的那一刻就停留在这里。观察针和目标神经并在真实的时间内将它们聚集在一起的能力是无价的。神经刺激在寻找神经方面并不完美，但它确实增加了安全监测的价值，并在超声显像不理想时作为对冲的手段。在安全的背景下，问我们是否应该使用超声或神经刺激类似于问你更喜欢安全带还是安全气囊。考虑到它们提供的额外数据和缺乏风险，我们为什么不两者都选呢？神经刺激是一种技术，像最好的技术一样，已经转向以满足时代不断变化的需求。它曾经是寻找神经的一种手段，现在它在寻找不显眼的神经的同时，起着远离神经的作用。并且似乎也有一个新的作用，帮助新手理解超声屏幕和针尖处的功能解剖之间的关系。从最近的一些调查研究中可以明显看出，神经刺激仍然被许多人常规地用作“双重指导”的组成部分。这些数据来自西欧的一部分，这将是对神经阻滞的做法在全球范围内进行更多的调查研究有益。
原文：Gadsden JC. The role of peripheral nerve stimulation in the era of ultrasound-guided regional anaesthesia. Anaesthesia. 2021;76 Suppl 1:65-73. doi:10.1111/anae.15257
译者：颜亦可
校对:艾米尼
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